[發(fā)明專利]一種用于燃機熱電聯(lián)產(chǎn)機組的熱電解耦系統(tǒng)及方法

在審

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• 申請日: 2020-03-16
• 公開（公告）號: CN111237732A
• 公開（公告）日: 2020-06-05
• 發(fā)明（設計）人: 羅海華;翁建明;童紅政;劉文濤;沙萬里;沈強;徐云柯;董益華;孫士恩;林俊光;張曦;趙申軼
• 申請（專利權）人: 浙江浙能技術研究院有限公司;浙江浙能嘉興發(fā)電有限公司
• 主分類號: F22B1/06
• 分類號: F22B1/06;F22B1/18;F22D1/50;F22G1/00;F02C6/18;F01K17/02;F01K23/10
• 代理公司: 杭州九洲專利事務所有限公司 33101
• 代理人: 張羽振

本發(fā)明涉及一種用于燃機熱電聯(lián)產(chǎn)機組的熱電解耦系統(tǒng)，包括：熔鹽蓄放熱系統(tǒng)、余熱鍋爐、煙囪、燃氣輪機、汽輪機中壓缸、汽輪機低壓缸、發(fā)電機和用熱用戶。本發(fā)明的有益效果是：利用已在燃機發(fā)電后的高溫煙氣加熱熔鹽蓄熱，避免了直燃鍋爐帶來的高能耗，有利于減少天然氣消耗，降低蒸汽成本；與現(xiàn)有蓄熱式電鍋爐調(diào)峰技術相比，避免了高品質(zhì)電力轉化為蒸汽帶來的能耗高的問題；本發(fā)明不進行燃氣輪機及余熱鍋爐改造，只增加一套熔鹽蓄放熱系統(tǒng)，實現(xiàn)燃機熱電聯(lián)產(chǎn)機組熱電解耦，解決了因燃機停用而被迫采用高能耗的直燃蒸汽鍋爐的問題。

技術領域

本發(fā)明專利涉及一種用于燃機熱電聯(lián)產(chǎn)機組的熱電解耦系統(tǒng)及方法，主要適用于不同容量燃機熱電聯(lián)產(chǎn)機組。

背景技術

我國熱電聯(lián)產(chǎn)裝機容量已達到16655萬kW，占同容量火電機組的24.02％，占全國發(fā)電機組總容量的17.23％，其中絕大部分為燃煤供熱機組，對于處于城市內(nèi)的用電、用熱負荷中心逐步采用燃機熱電聯(lián)產(chǎn)機組，裝機規(guī)模超過1200萬kW，供熱流量超過1900t/h。天然氣進入燃氣輪機發(fā)電后，450℃～620℃的煙氣引入余熱鍋爐進行回收，產(chǎn)生蒸汽對外供熱或者驅動汽輪發(fā)電機組發(fā)電，汽輪機中間抽汽供熱，燃機熱電聯(lián)產(chǎn)機組具有占地小、啟停靈活等優(yōu)點，粉塵、灰渣、SO2及NOx排放量極小，CO2和用水量只有燃煤機組的1/2、1/3。以其節(jié)能環(huán)保、能源利用率高、啟動運行靈活等諸多優(yōu)點，已成為我國在城市中心解決電力負荷過于集中、排放過于集中等問題的利器。

2018年中國天然氣產(chǎn)量將超1603億立方米，中國天然氣表觀消費量達2803億立方米，同比增長17.5％，近十年間我國天然氣消費量年均增長190.7億立方米，供應缺口不斷擴大。燃機熱電聯(lián)產(chǎn)裝機容量較多沿海地區(qū)，例如浙江2018年全省天然氣消費增長更是超過全國增長率，達到28.6％，天然氣供應更是偏緊。當前上游陸上天然氣供應淡季不淡、價格居高不下，淡季氣價仍維持供暖季20％上浮水平，由于國內(nèi)天然氣開采量有限，供應增長主要依靠進口LNG，進口LNG價格高于陸上天然氣，推高了我國氣源價格水平。目前我國燃機熱電聯(lián)產(chǎn)機組由于供氣受限、氣價高，發(fā)電成本高導致運行小時數(shù)低。

以沿海地區(qū)為例，燃機熱電聯(lián)產(chǎn)機組年運行小時數(shù)約2500小時，燃機基本上晝開夜停、白天燃機負荷率70％。供熱一般除過年前后累計20天停止外，其他時間均需連續(xù)供熱，夜間供熱負荷一般為白天的60～70％。按平均供熱流量計算全年供熱小時數(shù)約5000小時。燃機停運時通過燃氣鍋爐保持對外供熱，燃氣鍋爐全年需運行3500小時。據(jù)統(tǒng)計，燃氣蒸汽鍋爐每噸蒸汽需燃燒85Nm3天然氣，僅燃料成本每噸蒸汽超過250元，天然氣鍋爐直接燃燒天然氣產(chǎn)生蒸汽，未能對天然氣梯級利用。

而燃機熱電聯(lián)產(chǎn)機組通過熱電聯(lián)產(chǎn)、梯級利用，每噸蒸汽所需45～50Nm3天然氣。盡可能采用燃機排放的高溫煙氣產(chǎn)生蒸汽，比直接燃燒天然氣產(chǎn)生蒸汽有利于提高能源利用效率，為社會降低用能成本。因此，提出一種用于燃機熱電聯(lián)產(chǎn)機組的熱電解耦系統(tǒng)及方法，就顯得尤為重要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服上述不足，提供一種用于燃機熱電聯(lián)產(chǎn)機組的熱電解耦系統(tǒng)及方法。

這種用于燃機熱電聯(lián)產(chǎn)機組的熱電解耦系統(tǒng)，包括：熔鹽蓄放熱系統(tǒng)、余熱鍋爐、煙囪、燃氣輪機、汽輪機中壓缸、汽輪機低壓缸、發(fā)電機和用熱用戶；所述熔鹽蓄放熱系統(tǒng)包括高溫熔鹽罐、高溫熔鹽泵、低溫熔鹽罐、低溫熔鹽泵、煙氣熔鹽換熱器、除氧水箱、水泵、熔鹽預熱器、熔鹽蒸汽發(fā)生器、熔鹽蒸汽過熱器；

所述高溫熔鹽罐的出口與高溫熔鹽泵的入口相連；所述高溫熔鹽泵的出口與熔鹽預熱器、熔鹽蒸汽發(fā)生器、熔鹽蒸汽過熱器按照熔鹽蒸汽過熱器、熔鹽蒸汽發(fā)生器、熔鹽預熱器的順序相連接；所述熔鹽預熱器連接低溫熔鹽罐的入口；所述低溫熔鹽罐的出口與低溫熔鹽泵的入口相連；低溫熔鹽泵的出口與煙氣熔鹽換熱器的入口A相連；煙氣熔鹽換熱器上與入口A相對應的出口A與高溫熔鹽罐的入口相連；